[发明专利]一种利用石灰、膨润土与偏高岭土制备的土砖结构修补材料及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑建材技术领域，具体涉及一种利用石灰、膨润土与偏高岭土制备的土砖结构修补材料及其使用方法。

背景技术

我国古代建筑结构大部分是以土砖材料为主的。现遗存有大量的土建筑遗址，包括黄土塬上的穴居房屋，夯土版筑成的城垣、高台，土坯砌筑的墙体等均是以土砖为主要结构材料的。另一方面，相比于其他天然材料和工业材料建筑体系，土砖是一种十分便宜且生态环保建筑材料，其主要材料的建筑结构具有保温性能优越，可靠耐用，劳动力投入、材料成本低等优点，因而以土砖为主要结构材料的建筑存在一定的发展空间。

与其他建筑结构一样，以土砖为主的建筑结构同样面对着修复与加固的相关问题，特别对于历史悠久的名胜古迹等建筑工程，由于需尽可能保证修复后建筑本身的历史性、真实性与完整性，且被修复的建筑具有不便于二次修复等特点，加大了对其修复与加固的施工难度。土砖结构材料自身特点，结构松散、孔隙率较大、力学性能相对低以及对水较敏感等特性，使得对其修复与加固更为复杂。实际工程中，由于不同修补材料对土砖为主的建筑结构修复与加固效果有着关键作用。因此，技术人员对其修复与加固材料选择尤为慎重。

考虑到石灰的水化产物与被修复的土砖结构有较好的相容性，具有火山灰活性的高岭土与矿渣粉等材料的加入可以提高修复材料的力学强度，膨润土、纤维素醚与淀粉醚可改善修复材料的保水性与工作性，本发明人将石灰、偏高岭土、矿渣粉、磷石膏、膨润土、纤维素醚、淀粉醚和砂等材料混合后，研制成了一种性能可靠的土砖结构修补材料。相对于现有传统的修补材料，本发明具有节能环保、生产成本低、施工方便、与被修复结构粘结强度高、耐久性能好等优点。

经检索，利用石灰、膨润土、纤维素醚、淀粉醚、偏高岭土等制备土砖结构修补材料，在国内尚属首次。

发明内容

本发明目的在于利用石灰、膨润土、纤维素醚、淀粉醚、偏高岭土制备土砖结构修补材料，具有成本低、工作性能高、力学性能好且耐久性能高等优点。

本发明提出的利用石灰、膨润土与偏高岭土制备的土砖结构修补材料，由石灰、膨润土、偏高岭土、矿渣粉、磷石膏、纤维素醚、淀粉醚、砂组成，各组分的重量比为：

石灰100

膨润土　3-13

偏高岭土　　　　　35-65

矿渣粉　　　　　　3-12

磷石膏　　　　　　2-8

纤维素醚　　　　　0.2-0.8

淀粉醚　　　　　　0.08-0.3

砂　　　　　　　　350-700。

各组分较佳的重量比为：

石灰　100

膨润土　　　　　　　7-10

偏高岭土　　　　　　45-55

矿渣粉　　　　　　　6-10

磷石膏　　　　　　　4-6

纤维素醚0.4-0.6

淀粉醚　　　　　　　0.1-0.25

砂　　　　　　　　　450-650。

本发明提出的利用石灰、膨润土与偏高岭土制备的土砖结构修补材料的制备方法，具体步骤是：按前述的重量比例称量各组份，将原料通过物理机械混合均匀后，即得到所需产品。

本发明中，石灰作为胶凝材料与水拌合后，可渗入到土砖结构内部中，发生水化反应，产生水化产物，可在短时间内与被修复体的缺陷壁形成整体。偏高岭土可在石灰的作用下，与石灰生产的产物Ca(OH)₂产生水化反应，改善胶凝体系的微观结构，提高耐久性。矿渣粉可在磷石膏与碱性条件下，激发出火山灰活性，提高修复材料的长期力学性能。膨润土作为保水增稠组分，在石灰浆体中溶胀，并通过内部孔隙吸附作用将偏高岭土和石灰颗粒连接在一起，降低了颗粒沉降，同时保证了材料本身的整体性，且不产生泌水现象，在复合了有机保水剂纤维素醚与淀粉醚的作用下，修复材料的保水性与触变性能得以提高。

本发明中，所述石灰的CaO含量在 (65-75) %，有机质含量应小于30%，比表面积为(12-15)m²/kg。

本发明中，所述河砂为中砂，细度模数为2.5-3.0，堆积密度为(1450-1650)kg/m³。

本发明中，所述膨润土为钙基膨润土，细度为300 目，蒙脱石含量为65%-80%。

本发明中，所述纤维素醚为黏度为6万MPa·s。

本发明中，所述淀粉醚黏度在(500-800)Pa·s，含水量小于5%。